连续光谱(a continuous spectrum)和线谱(line spectrum)的区别

当光通过一个物体时,它形成了所谓的光谱。这种光谱形成了一个分离的颜色或波的范围,这种分离的性质将决定形成的光谱的种类。此外,光通过物体并在通过物体后分离的方式也可以揭示产生光谱的材料的许多物理特性。因此,光谱被定义为从任何形式的物体、物质、原子或分子发射或吸收的一组波长[1]。光谱的常见例子包括微波、彩虹、紫外辐射和x射线波,这些可以从各种不同的物体(如棱镜和暗固体)中获得[2]。通常产生三种主要...

连续光谱(a continuous spectrum)和线谱(line spectrum)的区别

当光通过一个物体时,它形成了所谓的光谱。这种光谱形成了一个分离的颜色或波的范围,这种分离的性质将决定形成的光谱的种类。此外,光通过物体并在通过物体后分离的方式也可以揭示产生光谱的材料的许多物理特性。因此,光谱被定义为从任何形式的物体、物质、原子或分子发射或吸收的一组波长[1]。光谱的常见例子包括微波、彩虹、紫外辐射和x射线波,这些可以从各种不同的物体(如棱镜和暗固体)中获得[2]。通常产生三种主要类型的光谱。这些是发射光谱、吸收光谱和连续光谱。由于连续光谱和线谱的分离特性,它们的特性通常被混淆,但是它们根据温度因素和吸收或发射光子能量的区域而不同[5]。下面是连续谱和线谱之间主要差异的概述。

什么是光谱(spectra)?

连续光谱是稠密气体、固体和其他物质的特征,这些物质通过发光或高温辐射热量。发光发生在很宽的波长范围内,使光谱看起来平滑且连续[1]。连续光谱的一个常见例子是彩虹,因为这一光谱从红色一直延伸到紫色,颜色彼此之间逐渐褪色,并且没有留下任何间隙。众所周知,一束白光也包含这种光谱,因为当它通过棱镜时,它会经历色散,产生相同的连续彩虹颜色[2]。类似地,当黑色物体被加热到发光时,它会以连续光谱的形式发出辐射。另一方面,线谱可以定义为由离散的间歇线组成的电磁光谱,以吸收光谱或发射光谱的形式出现。当电磁辐射通过物体时,一些波长要么被物体材料的元素吸收,要么以过剩能量的形式释放,从而在光谱中形成谱线。生成的谱线将显示在任何特定光谱中隔离的单独的明显间隙,无论是亮背景下的暗吸附谱线还是暗背景下的亮发射谱线[3]。

连续光谱和线谱是如何产生的?

光谱通常使用单一光源产生,其色散反过来导致形成连续光谱。通常,当气体暴露在高压下时,它们会产生连续光谱,但在低压下,会产生吸收光谱或发射光谱。如果气体是冷的,则相同的气体可以产生吸收光谱;如果气体与热一起产生,则相同的气体可以产生发射光谱[2]。如果一个电子处于激发能状态,那么它就有可能返回到较低的能级,从而失去这种能量。电子在两个能级之间移动的能量差也等于导致该能量以光子形式释放的能量损失量。此外,由于不同的能级具有不同的值,因此每次能量转换和损失都会产生具有不同频率和颜色的光子。因此,这导致形成线发射光谱。相反,连续光谱通常由共享电子产生。这些电子在具有不同频率范围的原子之间共享[3]。因此,可以说,将吸收光谱和发射光谱放在一起,实际上产生了一个连续的光谱。

波长和间隙

连续光谱包含给定范围内的所有波长,这反过来意味着光谱中没有可观察到的间隙。这一点在彩虹中清晰可见,因为这七种颜色彼此平滑地褪色,没有任何中断或间隙。另一方面,线谱仅包含少数波长,通过发射或吸收能量产生,从而在光谱内产生可见的间隙或线。这也表明在特定波长范围内存在较大的间隙。

连续谱与线谱的区别

虽然很容易混淆连续光谱和线谱的性质,但目视观察将清楚地揭示两者之间的一些最大差异,即连续光谱没有间隙,而线谱在形成的光谱中形成了线或暗间隙。二者之间的另一大区别是,线光谱可以通过发射或吸收过程识别,而连续光谱可以通过将同一元素的发射光谱和吸收光谱叠加在一起而产生。此外,连续光谱跨越整个波长,而线谱仅包含少数波长。

连续谱和线谱示例

发射连续光谱的物体的常见例子包括通过棱镜分散的白光、白炽灯泡、彩虹、炉灶燃烧器、火焰、星星甚至人体。另一方面,线谱可以以两种形式之一呈现:出现在暗背景上的亮线或出现在亮背景上的暗线。暴露于高压或较冷的气体将产生线谱。

总结 - 连续光谱之间的差异(of differences between a continuous spectrum) vs. 线谱(line spectrum)

  连续光谱 线谱
释义 包含宽范围内所有波长的光谱 一种吸收或发射光谱,由一系列频率范围内的分离线和隔离线组成
缺口 没有明显的差距 两条线之间有巨大的间隙
波长 它们包含给定范围内的所有波长 它们包含一些波长
例子 彩虹或黑体的辐射 氢发射和吸附光谱

  • 发表于 2021-11-16 14:28
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  • 分类:科学

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